(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
綿繊維をコーミングする繊維機械内にある、回転軸のまわりを回転可能なコーミングローラのコームセグメント用のコーム要素であって、
ａ）コーム要素（６）の回転方向（４）に沿って向く表面線（９）に沿って湾曲した横面（１０）を有する足部（８）と、
ｂ）前記回転軸（３）に対して外向き半径方向（１１）で前記横面（１０）から離れるように延び、前記表面線（９）に沿って相前後して配置された複数の歯（７、１２；７ａ、１２ａ；７ｂ、１２ｂ）と、
ｃ）２つの隣接する歯（７、１２；７ａ、１２ａ；７ｂ、１２ｂ）間にそれぞれ配置され、コーミングされる繊維が半径方向の侵入深さ（Ｅ）で繊維通過方向（２４）に通過するのをそれぞれ可能にする複数の中間歯空間（１８、１８ｂ）と、
を備えて構成されるコーミング要素にして、
ｄ）各歯（７、１２；７ａ、１２ａ；７ｂ、１２ｂ）が４つの歯縁部（２０、２１、２２、２３；２０ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ）を有し、
ｅ）前記中間歯空間（１８；１８ｂ）における架空の接続線（２５；２５ａ）が、前記中間歯空間（１８；１８ｂ）を限定する第１の歯（７；７ａ；７ｂ）の、前記表面線（９）に沿って前方にあり、かつ前記繊維通過方向（２４）にて後方にある歯縁部（２３；２３ａ）と、前記中間歯空間（１８；１８ｂ）を限定する第２の歯（１２；１２ａ；１２ｂ）の、前記表面線（９）に沿って後方にあり、かつ前記繊維通過方向（２４）にて前方にある歯縁部（２０、２０ａ）との間で確立され、
ｆ）コーミング角（α）が、少なくとも部分的に、前記外向き半径方向（１１）に大きくなる、コーム要素において、
ｇ）前記表面線（９）と前記接続線（２５；２５ａ）が、コーミング効果改善のために少なくとも１５°のコーミング角（α）をなすことを特徴とする、コーム要素。
【請求項２】
少なくとも部分的に、前記外向き半径方向（１１）に一定であるコーミング角（α）を特徴とする、請求項１に記載のコーム要素。
【請求項３】
少なくとも部分的に、前記外向き半径方向（１１）に小さくなるコーミング角（α）を特徴とする、請求項１または２に記載のコーム要素。
【請求項４】
まず少なくとも部分的に、前記外向き半径方向（１１）と反対方向である外側から内側に大きくなり、次いで、少なくとも部分的に再度小さくなるコーミング角（α）を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコーム要素。
【請求項５】
前記侵入深さ（Ｅ）が前記表面線（９）に沿って変わらない場合に、前記表面線（９）に沿って周期的に変化するコーミング角（α）を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコーム要素。
【請求項６】
前記侵入深さ（Ｅ）が前記表面線（９）に沿って変わらない場合に、前記表面線（９）に沿って大きくなるコーミング角（α）を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコーム要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、綿繊維をコーミングする繊維機械内にある、回転軸のまわりを回転できるコーミングローラのコームセグメント用のコーム要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
コーミング機械で使用するコームは公然実施として公知であり、コーミングされる綿繊維と係合する少なくとも１つのコーム要素がベース本体上に配置される。この場合に、円形コームの有効コーミング領域は、例えば、円形コームの表面線（surface line）の周縁部のうちの７８°、９０°、１１１°、または１８０°であってもよく、あるいは周縁部全体であってもよい。周縁部全体に沿って有効コーミング領域を有する円形コームは、３６０°円形コームと呼ばれる。針、針ストリップ、鋸歯状ワイヤ部分、櫛状突起、または鋸歯状打抜き部品がコーム要素として使用され、前もって組み立てられたコーム要素自体は、バータック（bar tack、Riegel）またはコームセグメントとも呼ばれる。
【０００３】
コームセグメントは、例えば、コーミングローラの回転軸の方向に互いに隣り合って配置され、例えば、鋸歯状打抜き部品、あるいは歯付ディスクの形態の歯を備えた複数のコーム要素を有する。コームセグメントのコーミング効果は、歯の構造と、回転軸の方向および回転軸のまわりの回転方向におけるコームセグメント上の歯の配置とによって、影響を受ける。さらに、梳きとられた繊維の、コームセグメントの歯付ディスクからの除去についても、歯の構造と、コームセグメント上の歯の配置とに依存する。
【０００４】
特許文献１は、いずれの場合も異なる歯数を有する複数のコーム要素を備えたコームセグメントを示す。コームセグメントの隣接するコーム要素の歯間の中間領域を非長方形の態様で形成するために、非長方形の断面幾何形状を有する歯は、特許文献２から公知である。
【０００５】
繊維に作用するコーミング効果は、コーミングされる繊維への歯の係合によって保証され、コーミングされる繊維は、コーム要素の２つの隣接する歯間の中間歯空間を通り抜ける。基本的に、中間歯空間の大きさが小さくなるとともにコーミング効果が高くなるが、中間歯空間への到達可能性もそれとともに低くなるので、清浄、特に、梳きとられた粒子および／または繊維構成物の除去がより困難になる。この点において、一方で、所望の高いコーミング効果と、他方で、中間歯空間の良好な到達可能性とは、バータックにとっての相反する設計要件である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】DE 39 04 178 A1
【特許文献２】DE 199 56 911 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、中間歯空間の清浄も問題なく可能であるように、高いコーミング効果を有する、綿をコーミングするコーミングローラのコームセグメント用のコーム要素を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、この目的は、請求項１に開示した特徴を有するコーム要素によって達成される。
【０００９】
回転軸のまわりを回転できるコーミングローラのコームセグメント用の本発明によるコーム要素は、表面線に沿って湾曲する横面を有する足部と、回転軸に対して半径方向に横面から離れる方向に延び、表面線に沿って並んで配置された複数の歯と、いずれの場合も、２つの隣接する歯間に配置され、いずれの場合も、コーミングされる繊維が繊維通過方向に半径方向の侵入深さで通過するのを可能にする複数の中間歯空間とを含む。この場合に、各歯は４つの歯縁部を有し、中間歯空間において、中間歯空間を限定する第１の歯の、表面線に沿って後方にある歯縁部であって、かつ繊維通過方向において前方にある歯縁部と、中間歯空間を限定する第２の歯の、表面線に沿って前方にある歯縁部であって、かつ繊維通過方向において後方にある歯縁部との間で架空の接続線が画定され、表面線と接続線とは、少なくとも１５°のコーミング角αをなす。コーミング角αの本発明による定義を用いることで、コーミングされる綿繊維に作用する高いコーミング効果の結果として最適なコーミングが行われ、他方で、個々の繊維に対するやさしい取り扱いが保証されるので、破断され、それにより短くなる繊維はあまりない。本発明によるコーム要素は、コーミングローラ上に組み立てられ、４５０コームサイクル／分を超え、５００コームサイクル／分も超える回転コーム速度で動くコームセグメントに使用することもできる。そのように高い回転コーム速度の場合、繊維が中間歯空間に適切に侵入しないので、コーミングされる繊維が実際上、外側円筒を画定する歯の外側端部、いわゆるコーミング半径を通り過ぎる危険性がある。本発明によるコーム要素の構造により、繊維の中間歯空間への侵入が容易になり、そのため、説明した非常に高い回転コーム速度であっても、繊維の通り過ぎが回避される。コーミング角は、半径方向に、少なくとも部分的に大きくなる。結果として、コーミングされる繊維のタイプに応じて、必要なコーミング効果および清浄可能性が高められる。
【００１０】
請求項２または３によるコーム要素の構造では、コーミングされる繊維のタイプに応じて、必要なコーミング効果および清浄可能性を個別に適合させることができる。
【００１１】
請求項４によるコーム要素では、コーミングされる繊維が、繊維に作用する歯の反力のために中間歯空間に保持され、それにより、繊維が偶発的に、例えば、上方に移動したために、中間歯空間から出ることを防止するので、高いコーミング効果を有する、特に、有益で、安定し、かつ連続するコーミングプロセスが可能になる。
【００１２】
請求項５または６によるコーム要素の構造を用いて、コーム要素の表面線に沿ってコーミング角αの有利な作用を生じさせることができる。結果として、コーミング効果およびコーム要素内の中間歯空間の清浄可能性を変化させて、それにより、例えば、侵入深さが同じままの状態で表面線に沿ってコーミング効果を高めることができる。このために、表面線に沿ったコーミング角αが、増加するか、あるいは漸進的に増加するように確立される。コーミング角αを表面線に沿って周期的に変化させることで、周期的に変わるコーミング効果が得られる。これは、一方で、本発明による円形コームを使用することにより、きわめて顕著な異なる張力が、コーミングされた繊維に作用することを特徴とする。結果として、歯縁部に作用する繊維の摩擦によって強度の異なる力が発生し、繊維の清浄性、したがって、最終的にはコーミング効果が全体として高まる。他方で、様々な張力により繊維が分離されるので、繊維の玉が全体的に低減される。
【００１７】
実施形態が、図面を用いて下記に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】複数のコームセグメントを有する円形コームの、コーミングローラの回転軸に対して垂直方向の側面図を示している。
【図２】第１の実施形態のコームセグメントの本発明によるコーム要素の拡大図の形の図１と同様の側面図を示している。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面線による断面図を示している。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面線による断面図を示している。
【図５】図２のＶ−Ｖ断面線による断面図を示している。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ断面線による断面図を示している。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ断面線による断面図を示している。
【図８】図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面線による断面図を示している。
【図９】図２のＩＸ−ＩＸ断面線による断面図を示している。
【図１０】丸みの付いた歯縁部を有する第２の実施形態のコーム要素のさらなる実施形態の、図３〜９と同様の断面図を示している。
【図１１】第３の実施形態による中間歯空間を示すコーム要素の、図２と同様の概略拡大側面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に示す円形コーム１は、回転軸３を備えた中空円筒状のコーミングローラ２を有する。総計１０個のコームセグメント５が、コーミングローラ２上で回転方向４に設けられている。バータックとも呼ばれ、軸方向の延びが回転軸３に対して平行であるコームセグメント５は、円形コーム１のコーミング領域を画定する。各コームセグメント５は、同様に打ち抜かれた複数のコーム要素６を含み、複数のコーム要素６は、実質的に回転軸３の方向に並んで一列に置かれている。各コーム要素６は複数の歯７を有し、したがって、歯付ディスクとも呼ばれる。コーム要素６は、示した実施形態では前もって組み立てられて、いわゆるバータックを形成し、クランプによってコーミングローラ２に留められる。あるいは、バータックは、ねじ留めによってコーミングローラ２に連結することもできる。コーム要素６を前もって組み立てるのではなくて、グループ分けした配置でコーミングローラ２上にコーム要素６を直接置き、コーミングローラ２に接着することも可能である。
【００２０】
図２に示す、コームセグメント５のコーム要素６は、表面線９に沿って湾曲した横面１０を有する足部８を含み、表面線９に沿って並んで配置された歯７、１２は、回転軸３に対して外向き半径方向１１に横面１０から延びている。各歯７、１２は、コーミングされる繊維に係合するための歯７、１２の歯先１３と、歯７、１２を用いたコーム要素６のコーミング効果が繊維に作用する歯コーミング領域１４と、歯７、１２がコーム要素６の足部８に取り付けられた歯根１５とを含む。足部８から半径方向１１に向かって、歯根１５、歯コーミング領域１４、および歯先１３が外側に配置され、一体化した形で互いに連結されている。回転軸３からコーミング半径ｒＫの半径方向距離に配置されたクレスト線３０は、コーム要素６の歯先１３によって確立され、表面線９に対して平行である。クレスト線３０は、横面がコーミングローラを覆う架空の外側円筒を画定する。
【００２１】
表面線９に沿って、または表面線９の方向に、すなわち、回転方向４に沿って、歯７、１２は、前歯面１７、いわゆるツースフロント（tooth front）と、後ろ歯面１６、いわゆるツースリヤ（tooth rear）とを有し、前歯面および後ろ歯面はともに、歯７、１２が、表面線９に沿った前歯面１７の凹形輪郭と、後ろ歯面１６に沿った凸形輪郭とを有するような形で半径方向１１に湾曲した輪郭を有する。歯高Ｈ１を有する中間歯空間１８は、２つの隣接する歯７、１２間で前歯１２の後ろ歯面１６と後ろ歯７の前歯面１７とによって確立される。２つの隣接する中間歯空間１８、１９の歯高Ｈ１、Ｈ２は、コーム要素６に応じて周期的に変わる。歯高Ｈ１、Ｈ２を周期的に変化させないことも可能であり、特に、２つの隣接する中間歯空間、および、特に、コーム要素のすべての中間歯空間も同一の歯高を有してもよい。さらに、３つ以上の異なる歯高を設けてもよい。
【００２２】
コーミングされる繊維の、対応する中間歯空間内へのそれぞれの侵入深さＥに応じた、引き続き下記に定義されるコーミング角αの半径方向１１に沿った変動が、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ断面線〜ＩＸ−ＩＸ断面線に対応する図３〜９を用いて説明される。侵入深さＥは、クレスト線３０から半径方向１１と反対の方向に測定される。ＩＩＩ−ＩＩＩ断面線に対応する侵入深さＥＩＩＩが、図２に例として示されている。これから明らかになるのは、最大侵入深さＥｍａｘが、少なくとも理論的には、最大歯高Ｈ１の値をとることができることである。実際には、中間空間１８、１９への繊維の最大侵入深さＥｍａｘは、最大歯高Ｈ１の約８０％〜約８５％であることが分かった。
【００２３】
図３〜９の断面図は、いずれの場合も、中間歯空間１８が歯対の間に配置された同じ歯対７、１２に関する。単に見やすいようにするために、いずれも場合も、半径方向１１に異なる位置で確立されるＩＩＩ−ＩＩＩ断面線〜ＩＸ−ＩＸ断面線が、図２では異なる歯上に示されている。
【００２４】
図３に示すように、各歯７、１２は、４つの歯縁部２０〜２３を備える略長方形の断面を有し、それぞれの前歯面１７は、表面線９に沿って前方にある２つの歯縁部２２、２３によって限定され、それぞれの後ろ歯面１６は、表面線９に沿って後方にある２つの歯縁部２０、２１によって限定される。中間歯空間１８は、コーミングされる繊維が、回転軸３に対して平行に向けられた繊維通過方向２４に通過するのを可能にする。
【００２５】
さらに、架空の接続線２５が図３に引かれており、この接続線２５は、中間歯空間１８において、中間歯空間１８を限定する第１の（後方の）歯７の、表面線９に沿って前方にある歯縁部であって、かつ繊維通過方向２４において後方にある歯縁部２３と、中間歯空間１８を限定する第２の（前方の）歯１２の、表面線９に沿って後方にある歯縁部であって、かつ繊維通過方向２４において前方にある歯縁部２０とによって画定される。接続線２５と表面線９とは、約８．２°のコーミング角α１をなす。この用途に対して、少なくとも１５°のコーミング角αが特に有利であると分かっているので、図３に示す断面が特定される歯先１３の領域でのコーム要素６のコーミング効果は、綿をコーミングするのに不十分である。
【００２６】
図４に示す断面は、図３の図と比較して、より大きい侵入深さＥで歯７、１２を示しており、断面は、同様に、図４の図の歯７、１２の歯先１３を貫通している。接続線２５と表面９とによって囲まれた１２．８°の角度α２は、図３の図による角度α１よりも大きい。コーミング角α２の拡大は、図３に対して幅が増大したこと、すなわち、示した断面で歯７、１２が繊維通過方向２４に広がったことに基づく。それでもなお、コーミング角α２は１５°未満であり、したがって、綿繊維で特に有利なコーミング効果を得るのに十分な大きさではない。
【００２７】
これは、２つの歯７、９間の歯先１３の近くに存在を認められる繊維が最適にコーミングされないことを意味する。この場合に、繊維は、半径方向１１と反対の方向で繊維に作用する歯面１６、１７の反力のために、中間歯空間１８の内方に案内される、または引き込まれる。
【００２８】
図５は、歯７、１２を貫通し、しかも歯７、１２の歯コーミング領域１４を貫通する断面を示している。歯７、１２のハッチングをかけた断面は、図４に示すものと比較して断面が拡大されており、歯７、１２の断面は図４の図と比較して幅が拡大されている。さらに、表面線９と接続線２５とによって囲まれた約１９．９°のコーミング角α３は、歯先１３を貫通する断面での図３および図４によるコーミング角α１、α２よりも大きい。コーミング角α３を有するコーム要素の場合、綿繊維をコーミングするのに非常に良好なコーミング効果が得られる。１８°の最小コーミング角が満たされると、３３ｍｍを超える繊維長を有する長繊維綿をコーミングすることも可能である。
【００２９】
図５と同様に、歯７、１２の歯コーミング領域１４を貫通する断面が、それぞれ図６および図７にも示されており、歯７、１２の断面は図６において最大である。対応するコーミング角α４≒２５．５°、α５≒２６．２°は、図６および図７でさらに増加している、すなわち、図７によるコーミング角α５が最大である。
【００３０】
さらに言えることは、侵入深さＥを深くしながら断面を確立することにより、歯７、１２の２つの歯面１６、１７の幅は、図７で繊維通過方向２４に測定した歯面１６、１７の幅がコーム要素６の幅Ｂに一致するまで連続して増加することである。
【００３１】
図８および図９に示す、歯７、１２の歯根１５を貫通する２つの断面は、最大コーミング角α５と比較して、小さくなったコーミング角α６≒２５．４°、α７≒２３．０°を示しており、この場合に、α６＞α７である。これは、実質上、歯根１５の領域にある、表面線９に沿った中間歯空間１８の大きさが、歯７、１２の歯コーミング領域１４の中間歯空間１８よりも大きいためである。
【００３２】
表１〜３の本発明によるコーム要素の様々な実施形態に対して、コーミング角αの正確な数値が、絶対値の形と、さらにそれぞれの最大侵入深さＥｍａｘを基準としたものとの両方で表した侵入深さＥに応じて示されている。関連する、あるいは相対的な侵入深さＥｒｅｌは、最大侵入深さＥｍａｘと比較した侵入深さＥを示しており、Ｅｒｅｌ＝Ｅ／Ｅｍａｘである。
【００３３】
図２〜９に示す第１の実施形態は例１として記載されている。例２および例３は、コーム要素６の様々な中間歯空間（ＺＺＲ）１８、１９に対する、侵入深さＥに沿ったコーミング角の推移の別の構成をさらに示している。
【００３４】
【表１】
0005514906.tif 000002
【００３５】
【表２】
0005514906.tif 000003
【００３６】
【表３】
0005514906.tif 000004
【００３７】
コーミング角αは、少なくとも部分的に増加でき、一定のままであり得、または半径方向１１と反対の方向に、すなわち、侵入深さＥに沿って減少することもできることが表から明らかになった。さらに、本発明によるコーム要素の例は、コーミング角αが、半径方向に、まず少なくとも部分的に増加することができ、次いで、少なくとも部分的に再度減少することができることを示している。
【００３８】
表面線９に沿って侵入深さＥが変わらない場合に、コーミング角αを変えないように設計することも可能である。さらに、侵入深さＥが変わらない状態で、コーミング角が表面線９に沿って増加するように設計されることも、表１〜３の例から明らかである。表面線９に沿ったコーミング角αの増加は、漸進的に行うこともできる。
【００３９】
少なくとも１５°のコーミング角αが、少なくとも２０％の相対侵入深さＥｒｅｌから達成される場合に、特に有利であると分かった。相対侵入深さＥｒｅｌが２５％〜４５％の範囲内で、コーミング角αが最大値に達する。コーミング角αが、３０％の相対侵入深さＥｒｅｌから再度減少するように、中間歯空間を構成することにより、コーミングプロセス時にそれぞれの中間歯空間内で比較的高いところに繊維を保持することができる。侵入が深すぎると、梳きとられた粒子または繊維構成物が中間歯空間１８の底部に溜まって汚染が拡大し、これらの汚染物は、困難さを伴ってそこから再度除去する（例えば、ブラシで掃き出す）しかない。
【００４０】
図１０は、コーム要素６の第２の実施形態の図３〜９と同様の図を示している。図１〜９を参照して上記に説明したものと同じ構成要素は、同じ参照数字を有し、再度詳細に説明することはしない。同様であるが、構造上異なって設計された要素には、後ろに［ａ」の付いた、説明した図に従った同じ参照数字が付与される。
【００４１】
図１０によるコーム要素６ａは、図２〜９によるコーム要素と同じであり、歯７ａ、１２ａは、半径方向１１に垂直な方向に略長方形の断面を有する。図２〜９の歯７、１２とは対照的に、歯縁部は、いずれの場合も、領域２０ａ〜２３ａに丸みを付けられている。これにより、コーム要素の第１の実施形態による歯縁部そのものは存在しないので、接続線２５ａが変わる。接続線２５ａは、中間歯空間１８内のコーミングされる繊維の２つの接触点２６、２７間で画定される。
【００４２】
歯縁部の丸み付けは研磨によって行われるので、歯縁部は鋭利な縁ではなくて半径を有する。この場合に、歯７ａ、１２ａの丸みの付いた領域２０ａ〜２３ａの個々の半径は異なってもよい。特に、半径は、同一の歯で異なってもよい。縁部が鋭利な歯７、１２を有するコーム要素６と比較して、丸みの付いた歯２０ａ〜２３ａのある歯７ａ、１２ａを有するコーム要素６ａのコーミング角α８は、特定の侵入深さにおける対応するコーミング角α１〜α７と比較して小さくなる。言い換えると、コーミング角α８は、歯７ａ、１２ａの丸み付けによって小さくなる。
【００４３】
図１１は、図２と同様であり、拡大して示したコーム要素６ｂの一部を示している。図１〜１０を参照して上記に説明したものと同じ構成要素は、同じ参照数字を有し、再度詳細に説明することはしない。同様であるが、構造上異なって設計された要素は、後ろに［ｂ」の付いた、説明した図に従った同じ参照数字を有する。
【００４４】
コーム要素６ｂの示した部分では、２つの隣接する歯７ｂ、１２ｂが中間歯空間１８ｂとともに示され、中間歯空間１８ｂは、歯根１５の領域において表面線９に沿って大きさが拡張されている。結果として、保持領域２８が中間歯空間１８ｂの下側端部に形成され、コーミングされる繊維は、コーミングプロセス時に保持領域２８に保持される。このために、保持領域２８は、上部で半径方向１１に開いた略円形の断面形状を有しており、半径方向１１に沿った中間歯空間１８ｂは、歯先１３から歯コーミング部１４にかけて、表面線９に沿った幅が小さくなっている。侵入深さが大きくなるとともに、特に、保持領域２８に達したときに、中間歯空間１８ｂの幅は再度大きくなるので、表面線９の方向に中間歯空間１８ｂの幅が最小になる領域が、歯コーミング領域１４、特に、歯先１３と歯根１５との間に存在する。コーム要素６ｂの場合、コーミングプロセス時に、繊維に作用する反力のために、コーミングされる繊維を中間歯空間１８ｂ内に保持することができるので、特に、安定し、障害の発生しにくい態様でコーミングプロセスを行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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